發(fā)布時(shí)間:2018-05-16
廣州日報訊 (全媒體記者羅樺琳)國家重大科研裝備研制項目——“全自動(dòng)干細胞誘導培養設備”昨日在廣州宣布研制成功。
該設備為我國全自主知識產(chǎn)權,首次實(shí)現了以機器學(xué)習及人工智能算法為判定的細胞自動(dòng)化誘導。該設備的成功研制,在降低干細胞的生產(chǎn)成本的同時(shí)提高了細胞制備質(zhì)量,為更廣泛地服務(wù)臨床,奠定了基礎。昨日,該設備完成驗收。
干細胞是具有自我復制功能及多向分化潛能的細胞,在特定條件下能再生成人體的各種細胞、組織或器官,醫學(xué)界稱(chēng)為“萬(wàn)能細胞”。干細胞在基礎研究和轉化醫學(xué)應用中具有重要意義,在再生醫學(xué)、疾病模型、藥物篩選、精準醫學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。在全球范圍內,將成熟的體細胞“還原”,誘導成為多能干細胞成為重要的研究領(lǐng)域。獲得的誘導多能干細胞可廣泛應用于新藥研發(fā)、神經(jīng)損傷修復、心肌細胞修復、組織器官再生或移植等再生醫療研究領(lǐng)域。
以往,干細胞誘導、培養及篩選過(guò)程只能依靠人工操作完成。中科院廣州生物醫藥與健康研究院研究員陳捷凱介紹,人工操作主要存在兩大問(wèn)題。一是技術(shù)門(mén)檻高,一位研究員至少要經(jīng)過(guò)1萬(wàn)小時(shí)左右的技術(shù)訓練,才能儲備足夠的經(jīng)驗,掌握相關(guān)技術(shù)。二是通過(guò)人工培養,效率低、成本高,而且存在質(zhì)量不均一等安全性問(wèn)題,限制了干細胞在再生醫學(xué)領(lǐng)域,尤其是將來(lái)在人體內的應用。
針對干細胞與再生醫學(xué)發(fā)展技術(shù)需求,中科院廣州生物院以創(chuàng )技術(shù)為核心,利用生物院內領(lǐng)先的誘導多能干細胞技術(shù),結合人工智能與自動(dòng)化技術(shù),歷時(shí)4年,集智攻關(guān),攻克了8項關(guān)鍵技術(shù),研制出國際首臺干細胞自動(dòng)化、智能化誘導培養設備。
這臺設備擁有完全自主知識產(chǎn)權,建立了從細胞培養、顯微在線(xiàn)觀(guān)測、移液換液、算法識別、克隆挑取及設備控制的裝備技術(shù),實(shí)現了誘導多能干細胞自動(dòng)化誘導培養、擴增、成像、移液換液、克隆細胞挑選、下游分化等功能。華大基因研究院、華東理工大學(xué)等多家用戶(hù)單位對全自動(dòng)干細胞誘導培養設備進(jìn)行了測試,驗證了設備進(jìn)行干細胞誘導培養的可行性。
中科院廣州生物院副院長(cháng)、研究員潘光錦介紹,這套設備并非簡(jiǎn)單化地將人工操作轉移到機器設備上,而是通過(guò)圖像識別、人工智能、機器控制等手段,完成細胞的“標準化”生產(chǎn),在降低技術(shù)門(mén)檻的同時(shí)提高細胞的安全性,為“生物制造”提供裝備保障。
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